ふるい分析とは？粒度分布のステップバイステップガイド

ふるい分析は、粒状物質の粒度分布を測定するために試験所で使用される基本的な方法です。このプロセスでは、メッシュサイズが徐々に小さくなる一連のふるいに試料を通し、各ふるいに保持された物質の重量を測定し、各分画が試料全体に占める割合を計算します。このデータは粒度分布の分析に使用され、品質管理、材料の特性評価、業界標準への準拠に不可欠です。ワークフローには、メソッド開発、ふるい前処理、サンプル前処理、ふるい分け、計量、結果の解釈が含まれます。

キーポイントの説明

メソッド開発とふるいの選択:
- 目的:試験する材料と希望する粒度範囲に基づいて、標準メソッドと適切なふるいを選択します。
- 詳細:ふるいの選択は、予想される粒度分布によって決まります。ふるいはメッシュサイズの小さい順に積み重ね、メッシュの大きいものを上に、小さいものを下にする。
ふるいの準備:
- 目的:使用前に各ふるいの風袋重量を記録することで、正確な測定を保証します。
- 詳細:ふるいごとに空の重量を測定し、基準値（風袋重量）を設定します。このステップは、後で保持物質の質量を計算するために重要です。
サンプリングと試料調製:
- 目的:代表サンプルを入手し、分析用に準備する。
- 詳細:サンプルはバルク原料を代表するものでなければならない。材料によっては、均一性を確保するために予備乾燥、調整、分割が必要な場合があります。
試料の計量:
- 目的:ふるい分け前の試料の総質量を測定します。
- 詳細:サンプルは正確に秤量され、各篩上の保持率を正確に計算します。
ふるい分け工程:
- 目的:試料を粒径の異なるフラクションに分離します。
- 詳細:試料を一番上のふるいに載せ、手動または機械式ふるい振とう機で振とうします。メッシュサイズより小さな粒子は次のふるいに通過し、大きな粒子は保持されます。
滞留物の計量:
- 目的:各ふるいに保持された物質の質量を測定する。
- 詳細:ふるい分け後、各ふるいの重量を再度測定し、総重量から風袋重量を差し引いて保持物質の質量を算出します。
保持率の計算:
- 目的:各ふるい上に保持された試料の割合を決定します。
- 詳細:各ふるいに保持された物質の質量を試料全体の質量で除し、100を乗じて保持率を算出する。
結果の分析と解釈:
- 目的:粒度分布を分析し、結果を解釈する。
- 詳細:各ふるいに保持された割合から粒度分布曲線が作成され、材料の特性や仕様への適合性を知ることができます。
報告:
- 目的:実験報告書に所見を記載する。
- 詳細:実験報告書には、使用したふるいサイズ、各ふるい上に保持された質量、保持された割合、各ふるいを通過した累積割合などの詳細を記載する。粒度分布を視覚化するために、グラフや表を含めることもできます。

計算例

総試料質量:500 g
ふるい1上の保持質量:150 g
ふるい1上での保持率 (150g / 500g) × 100 = 30
ふるい2に残った質量: 200 g
ふるい2上の保持率 (200 g / 500 g) × 100 = 40
累積ふるい1通過率:100% - 30% = 70%
累積ふるい2合格率: 70% - 40% = 30%

この構造化されたアプローチに従うことで、ふるい分析は、様々な産業における品質管理と材料の特性評価に不可欠な粒度分布を測定するための信頼性の高い標準化された方法を提供します。

総括表

ステップ	目的	詳細
分析法開発とふるい選択	正確な分析のために、適切なふるいと分析法をお選びください。	予想される粒度分布に基づいてふるいを選択し、小さい順に積み重ねる。
ふるいの準備	風袋重量を記録し、正確な測定を行う。	計算の基準値を設定するため、ふるいごとに空の重さを量ります。
サンプリングとサンプルの準備	分析用の代表サンプルを入手する。	均一性を確保するため、試料を予備乾燥、調整、分割する。
試料の計量	ふるい分け前の試料の総質量を測定します。	試料の重量を正確に測定し、各ふるい上の保持率を計算する。
ふるい分けプロセス	試料を粒度別に分けます。	ふるいスタックを手動または機械的に振って、粒度別に分けます。
保持物質の計量	各ふるいに保持された材料の質量を測定します。	総重量から風袋重量を差し引き、保持された質量を求める。
保持率の計算	各ふるいに保持された試料の割合を求めます。	保持された質量を試料全体の質量で割り、100を掛けます。
結果の分析と解釈	粒度分布の分析と結果の解釈	粒度分布曲線を作成し、材料特性とコンプライアンスを評価する。
報告	実験報告書に所見を記載する。	ふるいサイズ、保持質量、保持率、累積通過率を記載する。